压电薄膜谐振器、其制作方法及进行凝血时间检测的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器，包括压电膜层及环形凹槽。本发明专利技术还公开了一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器的制作方法，包括在环形凹槽的内表面涂覆具有亲水性的聚合物材料；对环形凹槽的内表面进行氧等离子处理或紫外光照射；将压电薄膜谐振器置于碳酸钠溶液中，然后在溶液中加入氯化钙溶液；将压电薄膜谐振器烘烤至干燥。本发明专利技术还公开了一种利用压电薄膜谐振器进行凝血时间检测的方法，包括在环形凹槽中央滴入血液样品与凝血测试试剂的混合液体；测量压电薄膜谐振器谐振频率；根据记录的稳定后的谐振频率计算谐振频率对时间变化的二阶导数，取二阶导数的最大值作为凝血时间。利用该压电薄膜谐振器进行凝血检测适于家庭使用。

【技术实现步骤摘要】
压电薄膜谐振器、其制作方法及进行凝血时间检测的方法
本专利技术属于临床医学检测领域，尤其涉及一种压电薄膜谐振器、其制作方法及进行凝血时间检测的方法。
技术介绍
血液凝血时间检测是外科手术术前重要的常规检查之一，同时其临床结果提示了多种血栓类疾病或出血病风险。另外，对于使用抗凝药的病人，凝血时间的检测结果是调整抗凝药使用剂量的重要参考依据。特别是对于某些需长期服用的口服抗凝药，如华法林等，抗凝效果对个体差异较大，与其他药物的相互作用复杂，并且天然食物也对其抗凝作用有影响。因此，为保证抗凝效果和避免出血风险，病人需要经常到医院检查各项凝血时间，并适时调整药物剂量，给生活带来一定不便。目前凝血时间检测的仪器有多种，但大多数仪器结构较为复杂，需要专业操作，所需样品数量较多，检测成本较高，不适合长期口服抗凝药病人在家庭中的日常检测。因此，小型化、自动化的凝血时间检测技术受到广泛的关注。根据检测原理，目前血凝时间检查方法可分为凝固法及底物显色法两类。凝固法通过检测血液样品在凝血激活剂作用下的一系列光学、电学、力学等物理量变化确定血凝固时间。免疫比浊法利用抗原与抗体之间特异性结合的特点，使待测物与标记有其特异性抗体的微粒结合，导致反应体系的浊度发生变化，通过检测其光强度的变化定量待测物的方法。目前已存在一些小型化、自动化的凝血时间检测技术。公开号为CN103487377A的中国专利公开了一种全血凝血功能检测仪及检测方法，包括用于放置全血的检测器皿、与检测器皿连接的旋转装置、光波发生器、光波接收器、计时器以及壳体。旋转装置用于驱动检测器皿绕自身中心轴旋转，光波发生器和光波接收器对向设置在检测器皿的两侧。当检测器皿内的全血没有凝结时，在检测器皿旋转过程中，光波接收器始终持续接收到较强的光波发生器发射的光或不能或仅能接受到光波发生器发射的微弱光信号。计时器用于记录加入凝血试剂到光波接收器第一次不能接收到、或不能稳定接收到光波发生器发射的光的时间，或第一次接收到较强的光信号的时间。公开号为CN105588945A的中国专利公开了一种微流控凝血检测装置及其检测方法，包括盘片本体，所述盘片本体上安装有1个以上的凝血检测单元。凝血检测单元包括全血注入槽，全血注入槽与血浆废液槽相连通安装，还与1个以上的快速混合单元相连通安装。快速混合单元与血浆废液槽相连通安装。该微流控凝血检测装置及其检测方法高效、稳定、简便，能以全血样本直接进样，不需额外的样本前处理，能够快速达到全血分离、定量血浆传送、超快速混合等步骤。2010年期刊《AnalyticalChemistry》82卷658页题为“InvestigationofProthrombinTimeinHumanWhole-BloodSampleswithaQuartzCrystalBiosensor”的论文报道了一种采用石英微天平传感器(quartzcrystalmicrobalance，QCM)进行凝血时间检测的方法。该方法利用石英微天平传感器的谐振频率对外部液体粘性敏感的特点。将血液样品置于石英微天平表面，当发生凝血过程时，血液粘性发生变化，从而导致谐振频率下降和谐振衰减。通过测量石英微天平的谐振频率和阻尼特征系数，确定血液样品的凝血时间。上述技术方案的缺点在于，(1)仪器结构复杂，制造难度较大；(2)使用的血液样品量较多，需要专门采血和处理，不适合家庭使用；(3)测试过程中引入的外界噪声较大，确定凝血时间点的方法不够可靠，测试结果需进一步进行校准。由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
技术实现思路
本专利技术为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种压电薄膜谐振器、其制作方法及进行凝血时间检测的方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器，包括压电膜层及设置在压电膜层上的上表面电极，压电膜层上开设有环形凹槽，环形凹槽的内表面涂覆有具有亲水性的聚合物材料，环形凹槽内表面涂覆具有亲水性的聚合物材料后进行过氧等离子处理或紫外光照射,且环形凹槽内表面沉积有一层碳酸钙。所述环形凹槽的宽度不小于压电薄膜谐振器上表面电极的最大宽度，环形凹槽的深度不小于压电薄膜谐振器压电膜层厚度的三分之一，环形凹槽内环与压电薄膜谐振器上表面电极之间的距离范围为上表面电极的最大宽度的1倍至1.5倍。所述具有亲水性的聚合物材料为聚丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氢呋喃醚、聚丁二醇的一种或多种。所述具有亲水性的聚合物材料的厚度为100纳米至200纳米。本专利技术还公开了一种上述用于凝血检测的压电薄膜谐振器的制作方法，该方法包括如下步骤：步骤1，在压电膜层上刻蚀所述环形凹槽；步骤2，在所述环形凹槽的内表面涂覆具有亲水性的聚合物材料；步骤3，对所述环形凹槽的内表面进行氧等离子处理或紫外光照射；步骤4，将压电薄膜谐振器置于碳酸钠溶液中，然后在溶液中加入氯化钙溶液；步骤5，将压电薄膜谐振器取出，烘烤直至干燥。所述步骤5中，烘烤的温度不应大于100℃。本专利技术还公开了一种利用上述制作方法制作出的压电薄膜谐振器进行凝血时间检测的方法，该方法包括如下步骤：步骤A，在所述环形凹槽中央滴入血液样品与凝血测试试剂的混合液体；步骤B，持续测量压电薄膜谐振器的谐振频率；步骤C，根据所记录的稳定后的压电薄膜谐振器谐振频率，计算谐振频率对时间变化的二阶导数，取该二阶导数的最大值作为凝血时间。所述步骤A中，凝血测试试剂中不含有钙离子。所述步骤A中，混合液体的最小体积应完全覆盖压电薄膜谐振器的上表面电极，最大体积不超过环形凹槽的体积。所述步骤A中，若血液样品为事先采集，应进行抗凝处理并存储在低温环境中，以防止血液的自发凝固，测试前，需将血液样品恢复至室温；若血液样品为现采，则可直接使用；不论是事先采集的血液样品还是现采的血液样品，测试时，都需将血液样品进行稀释，稀释完成后在血液样品中加入凝血测试试剂并均匀分散。由于采用了上述技术方案，本专利技术所取得的有益效果为：1、本专利技术所述的用于凝血检测的压电薄膜谐振器结构简单，易于制造，尺寸较小，仅为毫米量级，可集成于可穿戴电子设备或其他小型电子设备中用于凝血检测。2、利用本专利技术所述的方法进行凝血时间检测，测试中消耗的血液样品量较少，仅为微升量级，适合家庭使用。3、利用本专利技术所述的方法进行凝血时间检测，频率响应输出噪声小，凝血时间判断准确。附图说明图1为本专利技术实施例所采用的压电薄膜谐振器结构侧视图。图2为本专利技术实施例所采用的压电薄膜谐振器结构俯视图。图3为本专利技术实施例中滴入混合液体样品后，压电薄膜谐振器谐振频率随时间的变化曲线。图4为本专利技术实施例中压电薄膜谐振器谐振频率随时间变化的二阶导数曲线。图5为本专利技术采用本专利技术方法和常规凝血仪对多个血浆样品进行测量比对后的对照图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术并不限于这些实施例。本专利技术所使用的压电薄膜谐振器，一般由硅基片、支撑膜层、压电层和电极组成，其结构可以是横隔模型、空气隙型以及固体装配型等。为保证在血液粘性环境中薄膜谐振器能够有效的谐振，最好采用以剪切波模式工作的压电薄膜谐振器进行凝血时间的测量。压电薄膜谐振器电极可以是平行排列在压电层上表面，也可以置于压电层的两侧。压电薄膜谐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器，包括压电膜层及设置在压电膜层上的上表面电极，其特征在于，压电膜层上开设有环形凹槽，环形凹槽的内表面涂覆有具有亲水性的聚合物材料，环形凹槽内表面涂覆具有亲水性的聚合物材料后进行过氧等离子处理或紫外光照射,且环形凹槽内表面沉积有一层碳酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器，包括压电膜层及设置在压电膜层上的上表面电极，其特征在于，压电膜层上开设有环形凹槽，环形凹槽的内表面涂覆有具有亲水性的聚合物材料，环形凹槽内表面涂覆具有亲水性的聚合物材料后进行过氧等离子处理或紫外光照射,且环形凹槽内表面沉积有一层碳酸钙。2.根据权利要求1所述的一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器，其特征在于，所述环形凹槽的宽度不小于压电薄膜谐振器上表面电极的最大宽度，环形凹槽的深度不小于压电薄膜谐振器压电膜层厚度的三分之一，环形凹槽内环与压电薄膜谐振器上表面电极之间的距离范围为上表面电极的最大宽度的1倍至1.5倍。3.根据权利要求1所述的一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器，其特征在于，所述具有亲水性的聚合物材料为聚丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氢呋喃醚、聚丁二醇的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种用于凝血检测的压电薄膜谐振器，其特征在于，所述具有亲水性的聚合物材料的厚度为100纳米至200纳米。5.一种如权利要求1至4所述的用于凝血检测的压电薄膜谐振器的制作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1，在压电膜层上刻蚀所述环形凹槽；步骤2，在所述环形凹槽的内表面涂覆具有亲水性的聚合物材料；步骤3，对所述环形凹槽的内表面进行氧等离子处理或紫外光照射；步骤4，将压电薄膜谐振器置于碳酸钠溶液中，然后在溶液中加入氯化钙溶液；步骤5，将压电薄膜谐振器取出，烘烤直至干燥。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达，王璟璟，刘维慧，王鹏，苗泉，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37